Bài 39: Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon

DẪN XUẤT HALOGEN CỦA HIĐROCACBON

I- ĐỊNH NGHĨA-PHÂN LOẠI-ĐỒNG PHÂN DANH PHÁP

1- Định nghĩa

-  Thay thế nguyên tử H trong phân tử hidrocacbon bằng các nguyên tử halogen đuợc dẫn xuất halogen của hidrocacbon

2- Phân loại

-  Theo halogen: dẫn xuất flo, dẫn xuất clo, dẫn xuất brom, dẫn xuất iot, dẫn xuất chứa đồng  thời vài halogen khác nhau

-   Theo mạch C: dẫn xuất halogen no, dẫn xuất halogen không no, dẫn xuất halogen thơm

-   Bậc của dẫn xuất halogen là bậc của nguyên tử C liên kết với nguyên tử halogen

3-Phân loại

a)      Đồng phân

Dẫn xuất halogen có đồng phân mạch C và đồng phân vị trí nhóm chức

b)     Tên thông thường

CH₃Cl (clorofom)  CHBr₃ (bromofom)

c)      Tên gốc chức

Tên gốc hidrocacbon + halogenua

CH₂Cl₂                 metylen clorua

CH₂ = CHF          vinyl florua

CH₂ = CH-CH₂Cl anlyl clorua

C₆H₅CH₂Br          benzyl bromua

d) Tên thay thế

Nguyên tử halogen là nhóm thế gắn vào mạch chính là hidrocacbon

Cl₂CHCH₃            1,1-dicloetan

ClCH₂CH₂Cl        1,2-dicloetan

II- TÍNH CHẤT VẬT LÝ

- Ở điều kiện thường các dẫn xuất halogen có phân tử nhỏ là chất khí (CH₃F, CH₃Cl, CH₃Br); các dẫn xuất halogen có phân tử khối lớn hơn thường ở thê lỏng (CH₃I, CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄); dẫn xuất halogen có phân tử khối lớn hơn ở thể rắn (CHI₃, C₆H₆Cl₆)

- Các dẫn xuất halogen hầu như không tan trong nước, tan tốt trong các dung môi không phân cực như hidrocacbon, ete

- Nhiều dẫn xuất halogen có hoạt tính sinh học cao : CHCl₃ (có tác dụng gây mê, C₆H₆Cl₆ có tác dụng diệt sâu bọ)

III- TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1-     Phản ứng thế nguyên tử halogen bằng nhóm –OH

* Đun nóng dẫn xuất halogen với dung dịch kiềm tạo ancol

CH₃CH₂CH₂Cl + OH^- ® CH₃CH₂CH₂OH + Cl^-
Dẫn xuất loại anlyl tác dụng với nước

RCH=CHCH₂X + H₂O ® RCH=CHCH₂OH + HX
* Dẫn xuất loại phenyl halogenua không phản ứng với dung dịch kiềm ở nhiệt độ thường, kể cả khi đun sôi, chỉ phản ứng ở nhiệt độ và áp suất cao

Cơ chế phản ứng

Tuỳ thuộc vào bản chất của dẫn xuất halogen và điều kiện tiến hành phản ứng, sự thế halogen có thể xảy ra theo những cơ chế khác nhau

Cacbocation sinh ra kết hợp với ion OH^-  tạo ancol

Giai đoạn (2) xảy ra nhanh và hoàn toàn

2-     Phản ứng tách halogenua

Hướng của phản ứng tách hidro halogenua tuân theo quy tắc Zaixep

Quy tắc Zaixép

Khi tách HX khỏi dẫn xuất halogen, nguyên tử halogen tách ra cùng với H ở nguyên tử bên cạnh có bậc cao hơn

3-     Phản ứng với magie

Hợp chất cơ magie tác dụng nhanh với hợp chất có H linh động như nước, ancol và tác dụng với khí cacbonic

2RMgX + 2H₂O ® 2RH + MgX₂ + Mg(OH)₂   

IV- ỨNG DỤNG

1-     Làm dung môi

CH₂Cl₂; CHCl₃; CCl₄ làm dung môi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

2-     Làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ

Dẫn xuất halogen của etilen, butadien là monome tổng hợp các polime quan trọng

CH₂=CHCl ® PVC

CF₂=CF₂ ® teflon

Hợp chất cơ magiê dùng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ để tạo ra các chất với gốc hidrocacbon khác nhau

3-     Các ứng dụng khác

Gây mê : CHCl₃; ClBrCHCF₃; Cl₂CHCF₂OCH₃

Chất phòng trừ sâu bọ, kích thích thực vật sinh trưởng có chứa halogen (thường là clo)